气候变化引起的土壤碳氮源输入变化对森林生态系统碳氮动态有重要的影响。土壤有机质转化的进程在很大程度上取决于其输入的量和质,不同性状的凋落物源以及不同程度的外源氮输入影响和调控着土壤有机碳的累积和分解。了解土壤物理和化学碳氮组分对地上、地下碳氮源输入的响应,对进一步揭示和预测未来气候变化下土壤碳氮的动态变化具有重要意义。论文基于在温带油松-辽东栎混交林样地建立的长期地上凋落物处理和氮添加实验,以及在锐齿栎纯林中建立的土壤置换及其地上、地下碳源输入控制实验,研究土壤不同碳氮组分含量与微生物群落结构和功能的关系。重点探究的问题是:(1)不同的有机碳源和氮添加是否并如何改变森林土壤有机碳氮组分?(2)土壤微生物群落结构和功能如何响应碳氮组分的变化?(3)森林土壤有机碳氮组分和微生物群落结构与功能之间存在怎样的耦合关系,其关键调控因素或制约因素是什么?在地上凋落物和氮添加处理实验中,叶凋落物和混合凋落物加倍(含枝、叶和球果)显著增加了不同土层(0-5cm、5-10 cm和10-20 cm)土壤总有机碳(TOC)、全氮、可溶性碳氮(DOC/N)、活性和稳定性碳氮以及大团聚体(250～2000μm)和微团聚体(53～250μm)碳氮组分的含量;氮添加显著增加了土壤总有机碳、全氮、可溶性氮、活性碳(LOC)以及缓性和惰性碳氮(ROC/N)库组分的含量;凋落物处理和氮添加仅在10-20 cm土层中对DOC/N(%)、LOC、ROC/N以及大团聚体碳组分含量表现出显著的交互作用,即在氮添加处理中叶凋落物和混合凋落物的加倍输入显著促进了其含量。土壤黏粉粒(2～53μm和<2μm)碳氮组分以及各团聚体碳氮组分比值在不同处理之间均无显著性差异,而叶凋落物和混合凋落物加倍输入显著增加了土壤活性和稳定性碳氮组分的比值,并增强了0-5 cm土壤团聚体的稳定性和碳氮组分的稳定性。凋落物处理和氮添加对土壤微生物群落PLFAs组成和代谢指标无显著交互作用,但均与处理周期和土层深度存在显著交互作用。表现为:随着处理周期的增加,微生物各群落PLFAs、β-葡萄糖苷酶(BG)和N-乙酰-葡萄糖苷酶(NAG)的活性显著降低,微生物活性(MR)、代谢熵和碳氮受限性显著增加;随着土层深度的增加,MR、碳底物利用效率(CUEC:N)、微生物碳和养分受限性以及BG、NAG酶的活性显著降低。叶凋落物和混合凋落物加倍输入显著促进了革兰氏阴性菌(G-),腐生真菌和丛枝真菌、真菌、细菌和总的微生物PLFAs的含量,但微生物生物量碳氮比值、真菌和细菌以及革兰氏阳性(G+)和阴性细菌PLFAs的比值均对各处理响应均不显著。混合、叶凋落物添加促进了微生物的活性,但微生物碳代谢在不同处理中保持相对恒定。在地上、地下凋落物处理实验中,土壤碳累积的初期,地下根系碳源的输入相对于地上凋落物的输入对土壤不同碳组分贡献量相对较小,但随着处理周期的增加,根系的输入显著促进了微团聚体碳组分含量;在0-10 cm土层中地上凋落物对土壤TOC贡献更大,在10-30 cm中,除了地上凋落物的淋溶等因素贡献外,地下根系也显著促进了TOC的含量。TOC和微生物养分有效性在不同处理期间并无显著性差异,土壤主要以活性有机碳的形式存在。地上、地下碳源的输入对微生物不同群落PLFAs并未表现出显著的交互作用,在处理的第2年中以根系碳源的输入对PLFAs和微生物代谢占主导作用,而在第4年则表现为地上凋落物输入占主导地位。随着地上、地下碳源输入处理周期的增加,微生物生物量碳、活性、碳底物利用效率和BG酶的活性均显著增加。综上:氮添加促进了土壤碳氮组分的周转,地上、地下碳源输入的数量和质量对土壤碳氮组分的影响主要取决于土壤碳氮底物的含量,土壤底物碳氮的数量和质量(有效性)是微生物群落结构组成和功能代谢的重要影响因素。